市政道橋工程中沉降段路基路面施工技術(shù)研究

徐耀輝

廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院集團股份有限公司 廣東 廣州 510507

為了能夠確保市政道橋工程建設(shè)發(fā)揮出應(yīng)用的功能，相關(guān)部門必須要根據(jù)道橋工程建設(shè)的實際情況選擇不同的施工技術(shù)特點，進而確保工程建設(shè)完畢之后能夠擁有一個穩(wěn)定的質(zhì)量，為過往的行人和車輛提供更加安全的保障。

1 道橋梁沉降產(chǎn)生的危害分析

橋梁在現(xiàn)如今的經(jīng)濟建設(shè)過程中肩負著運輸與交通等多方面的功能。但是受到種種因素的影響，導致橋梁在運輸過程中經(jīng)常會出現(xiàn)路面沉降等故障問題。這種問題的存在輕則導致正常的交通運輸與經(jīng)濟建設(shè)受到阻礙，嚴重的還可能導致重大交通安全事故的發(fā)生。在大量車流行駛到橋梁上之后，因為車輛過多并且荷載量總和較大，因此橋梁在運行過程中發(fā)生路面路基下沉的情況十分常見。而造成這種情況的主要原因就是橋梁的設(shè)計方法等初始建造階段。在設(shè)計和建設(shè)過程中，一旦沒有嚴格按照相關(guān)技術(shù)標準執(zhí)行，就會致使橋梁在正常投入使用過后出現(xiàn)嚴重沉降問題，對我國公民的生命財產(chǎn)安全造成危害。

2 導致市政道橋工程出現(xiàn)沉降路面的具體原因

2.1 路堤發(fā)生形變

在市政道橋工程建設(shè)過程中，復雜的地質(zhì)條件對施工造成了十分嚴重的影響，特別是一些陡峭且地形復雜的地區(qū)，臺背土方始終處于一種不平整的狀態(tài)，無法利用有效的方法進行壓實，在一定程度上導致水分無法及時排除，一旦土壤的濕度在施工過程中失去了標準，那么就會導致在后續(xù)工程中出現(xiàn)十分眼中的沉降問題[1]。同時，當市政道橋工程建設(shè)完畢之后，橋面和路基路面都要受到外界很大的作用力，這些路基路面如果沒有達到規(guī)定的荷載要求，那么就會導致沉降現(xiàn)象出現(xiàn)。一般情況下，在道橋路面行駛的汽車數(shù)量較多，產(chǎn)生的載荷也非常大，所以沉降問題的處理工作很難實施。

2.2 臺背地基形變

對于一些地質(zhì)情況十分復雜的地基，如果橋梁臺背位于河道的兩側(cè)，那么土壤中的含水量就相對較高，這種土壤具有一定的可塑性，土壤在經(jīng)過擠壓之后能夠排出大量的水分，由于土壤自身的特點，導致在山地道路建設(shè)的道橋工程很難實現(xiàn)相應(yīng)的施工標準，在這樣狀態(tài)的路基上進行橋梁施工，就會發(fā)生嚴重的形變，進而導致嚴重的沉降以及塌陷情況發(fā)生。一般在市政道橋工程的連接處，填筑的高度往往較高，超出了路基路面建設(shè)的標準要求，進而引發(fā)了十分嚴重的沉降問題[2]。

2.3 不良地質(zhì)路段

道路工程施工過程中，會經(jīng)常遇到不良地質(zhì)，如軟土地基、濕陷性黃土以及膨脹土等，如果不能采取科學合理方式對其進行處理，會影響后續(xù)施工以及道路整體的穩(wěn)定性。軟土地基主要是淤泥和淤泥質(zhì)土壤，軟土地基具有含水性高、孔隙較大、滲透性較低、壓縮性較強等特點，并且存在明顯的蠕變性以及觸變性。濕陷性黃土在遇到水后，容易出現(xiàn)沉降的情況，如果沉降問題較為嚴重，很可能造成大面積路面塌陷，如果道路出現(xiàn)大面積沉降，都是由濕陷性黃土地質(zhì)導致的。膨脹土吸收水分后會出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，水分蒸發(fā)后會收縮，并且膨脹以及收縮的過程可以循環(huán)進行。如果膨脹土在吸收了大量水分后，土壤自身強度會降低，從而導致道路沉降路段的出現(xiàn)。不良地質(zhì)導致穩(wěn)道路出現(xiàn)沉降路段，其主要原因是道路施工過程中，施工人員對于不良地質(zhì)處理不到位，道路整體承載能力下降，無法承載車輛壓力，嚴重影響車輛的正常通行。

2.4 高填方路基

道路工程建設(shè)的過程會存在高填方路基，高回填方路基主要是指回填土方、石方高度超過正常標準，高填方路基具有自重大、不穩(wěn)定等特點，會逐漸出現(xiàn)沉降的情況。高填方路基施工中，如果不能按照實際需要選擇合適的回填材料，就會導致降沉的情況出現(xiàn)。道路施工中經(jīng)常會選擇雜土進行回填，但是如果沒有雜土經(jīng)過處理就應(yīng)用到回填施工當中，也會導致道路出現(xiàn)不均勻沉降。高填方路基中如果使用沖填土，由于其具備強度低以及壓縮性高的特點，也容易出現(xiàn)沉降問題，特別是在山坡等較為陡峭的路段，如果不對其進行加固，很可能按照坡度進行下滑，使沉降情況越來越嚴重。

2.5 半挖半填路面

半挖半填路基也是道路施工中常見的地基情況，其主要目的是應(yīng)對較為陡峭坡度路段的施工。道路施工過程中如果遇到較為陡峭的路段，會給道路施工造成一定的難度，不利于道路施工的順利進行。施工人員需要考慮如何保證路基整體的穩(wěn)定性，避免道路路基質(zhì)量存在問題，導致車輛無法正常在道路中行駛，容易造成安全事故的發(fā)生。遇到陡峭并具有坡度的路段時，施工人員可以采取基底挖臺階的施工方式進行，能夠保證道路路基的穩(wěn)定性，也可以防止路基出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象。但是，施工人員在施工過程中，如果沒有將回填土進行壓實，就會造成道路沉降問題的出現(xiàn)，并引發(fā)嚴重的坍塌滑動事故 。

2.6 道橋結(jié)合處

道路工程中也包括橋梁施工，橋梁結(jié)構(gòu)與道路結(jié)構(gòu)之間存在較大差異，整體穩(wěn)定性、強度都存在較多的不同，如果在施工過程中無法保證道路橋梁的連接質(zhì)量，就會導致沉降問題以及壓塌陷事故的發(fā)生，不利于保證道路的穩(wěn)定性。道路橋梁連接部分本身就較為薄弱，并且容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，容易受到空氣、雨水等因素侵蝕，加上車流量的不斷增加，給連接處帶來較大的壓力，使連接處出現(xiàn)沉降問題。道路橋梁連接處出現(xiàn)沉降情況，會造成較多安全事故的發(fā)生，容易導致車輛爆胎、跳車的情況出現(xiàn)，還會造成橋梁受力點發(fā)生變化，給橋梁結(jié)構(gòu)造成更加嚴重的損壞，從而導致更加嚴重的安全事故發(fā)生。

3 市政道橋工程沉降段路基路面施工處理技術(shù)

3.1 土壤夯實處理

在市政道橋工程施工中，施工范圍土壤的堅實程度直接關(guān)系到后期工程建設(shè)的質(zhì)量，所以當土壤中的水含量較多時，必要利用夯實技術(shù)進行處理，在夯實處理過程中要利用專業(yè)化的施工機械設(shè)備，以此來去除多余的水分和縫隙。等到土壤夯實結(jié)束之后，還要展開一系列的檢測試驗，確定土壤牢固程度達標之后再進行下一步工序[3]。在檢測環(huán)節(jié)經(jīng)常會用到濕法重擊試驗，可以在此試驗過程中測試土壤的干密程度。其原理為：隨著擊實次數(shù)的增加，土壤中的水分也會越來越少，并且干密度也會隨之不斷增大。利用此方法可以快速排除土壤中的水分。

3.2 路堤修筑

在路堤修筑過程中，需要確保路堤具有良好的穩(wěn)定性和堅固性，同時還要對沉降量等方面進行全面檢查，確保其能夠符合施工的實際要求。尤其是在橋頭段修筑路堤，必須要關(guān)注強度和穩(wěn)定性，對于加強路堤修筑質(zhì)量而言，可以利用以下幾種方法來進行確保：一是要選擇合適的路堤修筑用土。通常情況下，要挑選干濕度高且含水量較少的土壤來完成路堤修筑，在此基礎(chǔ)上利用錨索框架來進行加固，保證路堤邊坡的穩(wěn)定性[4]。二是要對橋頭段的路堤進行加固，可以通過鋼筋架或者混凝土材料來完成加固處理，確保路堤在修筑之后不會出現(xiàn)沉降情況。

3.3 強化臺背建筑施工

在處理市政道橋工程路面沉降施工中，后臺填筑工作也十分重要，施工過程所應(yīng)用的材料質(zhì)量和功能直接影響著整體施工效果，為了能夠有效避免路基路面出現(xiàn)形變情況，那么相關(guān)施工單位需要嚴格把控填筑材料的質(zhì)量，提高安全性。通過長久以來的施工實踐證明，類似于泡沫混凝土這樣的輕型材料能夠顧有效控制好路基路面的壓力，避免外界壓力作用過大導致路基形變問題[5]。除此之外，還要選擇可塑性較好的施工材料來保證后臺填筑施工的質(zhì)量。在此過程中主要需要從以下兩個方面入手：通常情況下，道橋工程發(fā)生沉降的路段情況都比較特殊，對后天填筑材料也提出了嚴格要求，尤其是材料的剛度，不僅要滿足施工需求，還要滿足橋臺材料的相關(guān)標準。二是當沉降路段處于溝壑地段時，必須要挑選可塑能力較好的填筑材料，只有這樣才能夠確保路基路面達到有效壓實。

3.4 搭板設(shè)計技術(shù)

3.4.1 搭板設(shè)置的方法

在行駛車輛荷載的作用下，會導致路面的厚度和剛度發(fā)生緩慢的變化，對施工作業(yè)會產(chǎn)生一定的影響[6]。在進行搭板設(shè)置時，需要使搭板平行于路基面的頂面，保證搭板的頂高與橋面的底標高度相一致。同時，還可以利用搭板頂高于路基頂高相一致的方式，來解決道橋工程在使用過程中的過渡問題。在搭板施工過程中，要預留一定的反向坡，根據(jù)沉降段的實際數(shù)值來設(shè)計坡度值。

3.4.2 橋臺與搭板連接作業(yè)

在橋臺施工中，要將近臺端設(shè)置在搭板與臺背之間，為了避免縱滑問題導致橋頭凹陷，可以合理安排水平拉桿和錨栓，鋼筋之間的間距要設(shè)置在70-85cm。如果需要利用豎直錨栓，那么就可能造成搭板或牛腿發(fā)生破損，錨栓在具體應(yīng)用過程中，水平拉桿和位移性能相對較好，所以應(yīng)用之后的效果十分明顯。此外，搭板在設(shè)置過程中還要利用板式橡膠材料，間距控制在80cm左右，為了避免出現(xiàn)搭板轉(zhuǎn)動或結(jié)構(gòu)損傷問題，可以將搭板近臺端的上部邊緣設(shè)置為到三角形。在搭板和橋臺的連接處補充填筑材料，防止雨水滲透情況發(fā)生。填縫材料通常會選用瀝青或玻璃纖維，為了確保填縫施工的質(zhì)量，在材料確定之后要在其中灌入適量的瀝青。

3.5 加強結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對橋梁沉降情況來說，首先需要加強對路基的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過更加合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而在根本上降低橋梁的沉降概率。對此，首先需要滿足基本的行車與施工需要，加大對搭板強度和長度的控制力度，確保所選搭板在長度上不能夠超過施工需求范圍，在強度上不能夠出現(xiàn)任何承載力不足的故障。其次，對于土層發(fā)生側(cè)向位移的情況來說，可以借助于土木格柵這種工藝，充分發(fā)揮出土層原有的抗剪切強度，還需要結(jié)合沉降段在結(jié)構(gòu)強度上不斷變化的規(guī)律，利用專業(yè)的設(shè)計軟件及時更新設(shè)計方案，比如利用沉降模擬的方式控制沉降總量在10cm以下。

3.6 完善軟基處理

對于橋梁河流與溝壑路段常見的軟土地基問題來說，在控制過程中可以借助于軟基處理這種工藝。針對軟土地基較大含水量與較差承載力的特征，可以考慮利用水泥粉噴樁或者排水固結(jié)等有效的固化方法來完成施工。需要注意的是應(yīng)當結(jié)合現(xiàn)場實際情況來選擇一個最合理的施工處理方法。除此之外，盡管水泥粉噴樁是現(xiàn)如今效果最為顯著的處理方式，但是因為這種方法在應(yīng)用過程中會極大地基沉降情況，所以需要在保障路面路基基本承載力的基礎(chǔ)上才能夠?qū)@種工藝加以利用。

3.7 選擇路堤填料

對于路基沉降這種情況來說，可以采用的有效手段就是針對路堤開展填料處理作業(yè) 。對此，首先需要在進行路堤填料施工之前，要求施工人員充分且詳細的分析施工現(xiàn)場的土壤組成情況，并且利用最終的分析結(jié)果來選擇一個合理的填料種類。通常情況下，可以利用砂石類的填料來完成作業(yè)，從原因上來看主要是由于砂石材料在滲水性能上有著較大優(yōu)勢，可以在一定程度上降低因降水或者土壤水分含量過高而導致的路基路面嚴重沉降現(xiàn)象。與此同時，需要注意的是并不是所有的地質(zhì)條件下都可以采用砂石材料，特別是對于一些沼澤路段來說，需要盡可能防止使用砂石材料這種滲水性能優(yōu)良的填料。

3.8 填筑后臺施工

以當前淺談鋼鐵機械環(huán)保節(jié)能設(shè)計要點沉降段的實際情況出發(fā)，不是所有沉降種類的路段都會導致跳車情況的出現(xiàn)。針對實際沉降情況當中的重點沉降類型來說，需要格外關(guān)注對固結(jié)沉降以及次固沉降這兩種類別進行處理。具體來說，可以在填筑作業(yè)過程中，盡可能采用具有較強壓縮性的填筑材料，從而既能夠降低路基路面出現(xiàn)沉降的概率，同時也能夠防止過高的路面荷載對路基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的問題。除此之外，還需要注意的問題就是為了盡可能節(jié)約施工材料，可以在挑選填筑材料過程中，合理利用施工現(xiàn)場的碎石以及廢渣等施工垃圾，從而既能夠確保施工現(xiàn)場的清潔性，也能夠?qū)崿F(xiàn)對廢物的二次利用 。

3.9 做好半挖半填路基設(shè)計

道路工程中的半挖半填路基在陡峭路段施工中較為常見，采取這種路基能夠解決陡峭路段不方便開展路基施工的問題，也可以避免路基出現(xiàn)下滑的情況，保證道路整體的穩(wěn)定性。半挖半填路基施工，需要對道路上部分進行挖方處理，下部分進行填方處理。在道路路堤基地設(shè)置臺階，臺階寬度要保證能夠大于1m，并在臺階底部設(shè)計向內(nèi)部傾斜的斜坡。如果道路半挖半填路基施工當中遇到堅硬的巖石地質(zhì)，不利于進行開挖工作，施工人員可以設(shè)置路基護肩，路基護肩能夠為路基提供支撐力，屬于承載能力較強支撐結(jié)構(gòu)，不僅可以提高的路基整體承載能力，還能夠避免路基出現(xiàn)下滑的情況，防止道路再投入使用后出現(xiàn)較為嚴重的坍塌事故。選擇護肩材料時應(yīng)保證材料不容易受到環(huán)境氣候的影響，并合理控制護肩高度，從而保證路基穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)道路沉降。

3.10 重視道路橋梁連接處施工

道路橋梁連接處屬于道路中較為薄弱的部位，容易出現(xiàn)沉降、坍塌等問題，為了能夠保證道路的穩(wěn)定性，應(yīng)將道路橋梁連接問題作為道路施工重點，解決道路橋梁連接處沉降嚴重的問題。施工人員在進行道路橋梁連接施工時，應(yīng)能夠處理好連接處地基，保證地基的穩(wěn)定性，為道路橋梁連接提供支撐點，提高連接處承載能力，保證其可以承載一定的車流量。施工人員在處理地基后，需要對道路橋梁連接處進行加固，設(shè)置橋臺搭板，從而來預防道路橋梁連接處的沉降問題，橋臺搭板能夠起到較好的壓力緩沖作用，就算連接處承載較大的壓力，也不會出現(xiàn)升降、塌陷的情況，可以保證道路整體穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

綜上所述，沉降問題對市政道橋工程的質(zhì)量具有很大的影響，要想有效解決沉降問題，必須要在施工過程中，利用各種科學的施工技術(shù)，做好相應(yīng)的施工規(guī)范，確保道橋工程能夠達到相應(yīng)的標準，滿足市政道橋工程建設(shè)的需求，進而使工程結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能夠提高，最大限度地保證車輛出行安全，確保城市交通建設(shè)工作能夠獲得良好發(fā)展。